Predicción Inteligente del Desgaste de Herramientas Basada en Codificador Informer y Memoria a Largo Plazo Bidireccional
Autores: Xie, Xingang; Huang, Min; Liu, Yue; An, Qi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Predicción Inteligente del Desgaste de Herramientas Basada en Codificador Informer y Memoria a Largo Plazo Bidireccional
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Propuesto
Red de aprendizaje profundo
Codificador informer
Memoria a corto y largo plazo bidireccional
Extracción de características
Precisión de predicción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, para predecir con precisión el desgaste de herramientas, propusimos una nueva red de aprendizaje profundo, es decir, el IE-Bi-LSTM, basada en un codificador informer y memoria a corto y largo plazo bidireccional. El IE-Bi-LSTM utiliza la parte del codificador del modelo informer para capturar conexiones a nivel global y extraer secuencias de características largas con rica información de sensores multicanal. En contraste con los métodos que utilizan CNN y RNN, este modelo podría lograr la extracción remota de características y el cálculo paralelo de características dependientes de secuencias largas. El codificador informer adopta la capa de destilación de atención para aumentar la eficiencia computacional, reduciendo así la sobrecarga computacional de atención en comparación con la de un codificador transformer. Para recopilar mejor la información de ubicación mientras se mantienen las propiedades de serialización, se empleó una red de memoria a corto y largo plazo bidireccional (Bi-LSTM). Después de la capa completamente conectada, se generó el valor de predicción del desgaste de la herramienta. Después de la augmentación de datos, se utilizó el conjunto de datos básico PHM2010 para verificar la efectividad del modelo. Una prueba de comparación reveló que el modelo podía aprender más características completas y tenía una fuerte precisión de predicción después de ajustar los hiperparámetros. También se llevó a cabo un experimento de ablación para demostrar la eficacia del módulo del modelo mejorado.
Descripción
En este documento, para predecir con precisión el desgaste de herramientas, propusimos una nueva red de aprendizaje profundo, es decir, el IE-Bi-LSTM, basada en un codificador informer y memoria a corto y largo plazo bidireccional. El IE-Bi-LSTM utiliza la parte del codificador del modelo informer para capturar conexiones a nivel global y extraer secuencias de características largas con rica información de sensores multicanal. En contraste con los métodos que utilizan CNN y RNN, este modelo podría lograr la extracción remota de características y el cálculo paralelo de características dependientes de secuencias largas. El codificador informer adopta la capa de destilación de atención para aumentar la eficiencia computacional, reduciendo así la sobrecarga computacional de atención en comparación con la de un codificador transformer. Para recopilar mejor la información de ubicación mientras se mantienen las propiedades de serialización, se empleó una red de memoria a corto y largo plazo bidireccional (Bi-LSTM). Después de la capa completamente conectada, se generó el valor de predicción del desgaste de la herramienta. Después de la augmentación de datos, se utilizó el conjunto de datos básico PHM2010 para verificar la efectividad del modelo. Una prueba de comparación reveló que el modelo podía aprender más características completas y tenía una fuerte precisión de predicción después de ajustar los hiperparámetros. También se llevó a cabo un experimento de ablación para demostrar la eficacia del módulo del modelo mejorado.